Dobre, złe i mokre

Krótka odpowiedź?

Ponieważ gazy (takie, jak powietrze) są ściśliwe, a ciecze (takie, jak woda) nie są. Tak więc, choć jest całkowicie możliwe sprężenie 100 m3 powietrza o normalnym ciśnieniu atmosferycznym do zaledwie 1/8 lub nawet 1/100 objętości początkowej, to woda zawarta w powietrzu nie zmieni objętości.

Długa odpowiedź?

Zanim porozmawiamy o skutkach sprężania powietrza, musimy przyjrzeć się bliżej temu, co faktycznie sprężamy. Oprócz azotu, tlenu, argonu, dwutlenku węgla i innych gazów, które tworzą to, czym oddychamy, znaczna część to w rzeczywistości para wodna. Ale dana objętość powietrza może pomieścić tylko określoną ilość pary wodnej, zanim dojdzie do nasycenia. Następnie, wraz ze sprężaniem powietrza, stosunek wody do powietrza (objętościowy) zazwyczaj wykracza znacznie poza ten punkt nasycenia. Efekt? Skraplanie! Albo, innymi słowy, powietrze staje się mokre!

Wilgotność zależy od wielu czynników.

Najważniejszym z nich jest początkowa ilość wody w powietrzu. Wilgotność względna zwykle zmienia się w zależności od lokalnych warunków pogodowych. A ilość wilgoci, jaką może utrzymać powietrze, zmienia się w zależności od temperatury i ciśnienia. Na przykład na poziomie morza i w temperaturze 30°C (86°F) powietrze z otoczenia może zawierać do 2,5% pary wodnej wagowo. Tak więc każde 100 m3, może zawierać nawet 3 l pary wodnej.

Zobaczmy, co się dzieje z tą wodą, gdy zastosujemy niewielki stopień sprężania 8:1 (co oznacza, że sprężamy 100 m3 powietrza do objętości 12,5 m3).

Jak wspomnieliśmy powyżej, chociaż udało się zwiększyć gęstość powietrza, to maksymalna zawartość wody pozostaje stała objętościowo. Innymi słowy, teraz zmniejszona objętość powietrza 12,5 m3 może pomieścić 1/8 z początkowych 3 l wody (tj. 375 ml) w tej samej temperaturze (pozostałe 2,6 przechodzi do fazy ciekłej). Sprężenie powietrza znajdującego się w przeciętnym domu może wygenerować wodę w ilości wystarczającej do przygotowania porannej herbaty!

Woda w odpowiednich ilościach może być dla nas dobra. Ale nawet w najdrobniejszych stężeniach może być katastrofalna dla infrastruktury lub produktów. Nadmiar wilgoci w instalacjach pneumatycznych może spowodować:

• Korozję w rurach, zbiornikach oraz innych metalowych elementach i urządzeniach
• Usterki oprzyrządowania i elementów sterujących
• Nagromadzenie lodu w chłodniejszych klimatach lub w warunkach pracy powodujące niedrożność instalacji rurowej i innych układów (potencjalnie poważne zagrożenie bezpieczeństwa!) 
• Plamienie, rozcieńczanie, zanieczyszczenie i inne problemy z jakością produktu końcowego
• Skażenie mikrobiologiczne, ponieważ wszędzie tam, gdzie znajduje się woda, zazwyczaj występują (potencjalnie szkodliwe) drobnoustroje. 

Nie trzeba dodawać, że istnieje wystarczająco wiele powodów, aby obawiać się obecności wody w używanym sprężonym powietrzu, bez względu na jego zastosowanie.

Na szczęście, choć istnieje wiele problemów spowodowanych przez wilgoć w sprężonym powietrzu, mamy do dyspozycji jeszcze więcej technologii, które zapobiegają ich powstawaniu. Podobnie jak częstym sposobem walki z ogniem jest użycie ognia, tak wiele technik walki z kondensacją wykorzystuje… kondensację.

Od schładzania końcowego i (odśrodkowego) oddzielania do chłodzenia, suszenia z użyciem odpowiednich środków i suszenia adsorpcyjnego, wszystkie one działają poprzez przekształcenie problemu — zwiększonego punktu rosy sprężonego powietrza — w rozwiązanie. Zmuszamy wilgoć w powietrzu do wytrącenia się do płynnej wody, abyśmy mogli ją usunąć. To jak wyciskanie gąbki.

Jeśli więc martwisz się o to, że sprężone powietrze jest mokre, nie denerwuj się. Nasz następny artykuł na temat podstaw osuszania powietrza bardziej szczegółowo opisze niektóre sposoby radzenia sobie z tym problemem!